כל מה שלא ידעתם על קרח יבש

קרח יבש הוא הצורה המוצקה של פחמן דו-חמצני (CO₂).  גז הפחמן הדו חמצני נמצא באופן טבעי באטמוספירה. פחמן דו חמצני נילכד מהארובות בתהליכי יצור שונים כמו למשל ביצור מוצרים שבהם נפלט פחמן דו חמצני , זקוק נפט , תהליכים כימיים בהם נפלט פחמן דו חמצני כמו תגובת סתירה של חומצה מלחית עם קלציום קרבונט , ייצור אמוניה , תסיסת אתנול (ממבשלות בירה וממפעלי אתנול), ייצור מימן, עיבוד גז טבעי , קלסינציה של אבן גיר (לייצור מלט) וכד'. 

בניגוד למים, קרח יבש אינו נמס והופך לנוזל. קרח יבש עובר סובלימציה (המראה), הוא הופך חזרה לגז, מבלי לעבור את פאזת הנוזל, גז ה-CO₂ המשתחרר במהלך סובלימציה הוא גז אינרטי שמתפזר לאטמוספירה.    הוא לא מותיר בעת המעבר חזרה לגז לחות או שאריות - ומכאן השם "קרח יבש". קרח יבש הוא חומר חסר ריח, חסר צבע, חומצי מעט ואינו דליק.  קרח יבש שומר על טמפרטורה של  מינוס 78°  מעלות צלזיוס. טמפרטורה נמוכה זו הופכת אותו למוצר קירור מעולה. תכונה ייחודית זו הופכת את הקרח היבש ליקר ערך רב עבור מגוון רחב של יישומים, החל משימור מזון ומשלוח ועד ניקוי תעשייתי ואפקטים מיוחדים. שיטת הייצור וצורת הקרח היבש יכולים להשפיע באופן משמעותי על ביצועיו ביישומים שונים אלה. בשימוש תעשייתי , קרח יבש לא מכניס מזהמים כימיים מזיקים או שאריות בתהליכי קירור או ניקוי.  

דיאגרמת פאזות לקרח יבש

מקור: CO2_transportation_for_carbon_capture_and_storage_Sublimation_of_carbon_dioxide

כיצד מייצרים קרח יבש?

הפחמן הדו חמצני שנלכד ונאסף מתהליכים תעשייתיים נדחס ומקורר עד שהוא הופך לנוזל.  הפחמן הדו חמצני שכעת נמצא בפאזה נוזלית מוזרם בצינור למכונת ייצור קרח יבש. הוא נשאב ל"תא שלג " שם הוא עובר התפשטות מהירה עקב ירידת הלחץ הדרסטית. התפשטות מהירה זו גורמת לטמפרטורת ה-CO₂ לרדת משמעותית.  במהלך תהליך זה, ה-CO₂ הנוזלי הופך חלקית לתערובת של מוצק (קרח יבש) ו- גזי. הקירור הקיצוני גורם לחלק מה-CO₂ לקפוא ישירות לצורה פתיתי שלג, המכונה לעתים קרובות "שלג CO₂". לאחר מכן, שלג ה-CO₂ נדחס על ידי מכבשים הידראוליים לבלוק קרח יבש.

חברת דשנים וחומרים כימיים מקבוצת ICL מייצרת קרח מעל 45 שנים. בתהליך מתקבל בלוק השוק 15 ק"ג מוצק אותו ניתן לחתוך לפרוסות בגדלים שונים.

למה משמש קרח יבש?

קרח יבש משמש במגוון תעשיות בגלל תכונותיו המיוחדות .

• ניקוי תעשייתי באמצעות התזת קרח יבש - התזת קרח יבש נמצאת בשימוש גדול בתעשיית המזון ומשקאות, פלסטיק, רכב וכמעט בכל סביבה תעשייתית או ייצור לניקוי מכונות וציוד עיבוד, בתהליכי הכנת משטחים, כגון הכנת חלקי רכב לצביעה או ציפוי, כמו גם בתהליכי הסרת שבבים וניקוי בתעשיית הפלסטיק . התזת קרח יבש דומה להתזת חול ושטיפה בלחץ בכך שהיא מתיזה חלקיקי קרח יבש במהירויות על-קוליות לעבר המשטח אותו רוצים לנקות. בעת הפגיעה, הקרח היבש עובר תהליך עיבוי ואז הוא מרים לכלוך ומזהמים מהמצע הבסיסי.

• תעשיית המזון - קרח יבש הוא אמצעי קירור מאושר למזון, המבטיח שפריטי מזון, כגון בשרים, פירות ים ומאפים, יישארו בטוחים במהלך עיבוד, ייצור, אחסון והובלה. קרח יבש מסייע בשמירה על טריות, מרקם ומניעת צמיחה של חיידקים. הוא מסייע בשמירה על טמפרטורות קריטיות בתהליך היצור ובמניעת נקודות חמות critical control points (CCPs) ועל ידי כך בבלימת צמיחה של נגיפים מבלי להוסיף מים לתהליך. הפעילות מיקרוביאלית מעוכבת מתחת ל-4 מעלות צלזיוס.

• שילוח מזון - קרח יבש הוא נוזל קירור אידיאלי למשלוח סחורות מתכלות למרחקים ארוכים, במיוחד כאשר קירור מכני אינו אפשרי או אמין. הוא שומר על פריטים קפואים או מקוררים ללא הבלגן של מים מומסים. על ידי שמירה על טמפרטורות נמוכות עקביות, קרח יבש מפחית את הסיכון לקלקול ונזק למוצר. בנוסף, אופיו הקל ופליטות הפחמן הנמוכות שלו הופכים אותו לבחירה ידידותית לסביבה עבור תעשיית המזון.

• שימושים ברפואה  - קרח יבש חיוני להובלה ואחסון בטוחים של חיסונים, דגימות ביולוגיות (כמו דם, רקמות ואיברים), תרופות ואספקה ​​רפואית אחרת הרגישה לטמפרטורה הדורשת תנאים קרים במיוחד. הסובלימציה ללא שאריות שלו היא יתרון משמעותי. קרח יבש משמש גם במעבדות ליצירת אמבטיות קרות לתגובות כימיות, שימור דגימות מעבדה רגישות ובכמה טכניקות קריוגניות.בתקופת הקורונה חלק מהחיסונים הראשונים, במיוחד עבור Pfizer‑BioNTech, נדרש אחסון בהקפאה עמוקה של  (כC-  70°) טמפרטורה שאין ברשות רוב המרפאות והמרכזים הרפואיים. קרח יבש, המגיע ל־‑ (‑78.5°C), שימש כמקור קירור אידיאלי ששמר על החיסונים בטווח הנדרש ללא צורך בפריזרים תעשייתיים יקרים. החיסונים היו במסע ממושך הכולל טיסות, שילוח יבשתי ואחסון זמני.כדי לשמר את הטמפרטורה הנמוכה, היה צורך להוסיף קרח יבש מחדש בתחנות מעבר, לפני חלוקה למרפאות או לפני שימוש.
• תעשיית הבידור - הקרח היבש הוא אחד האמצעים הוותיקים והמרשימים ביותר ליצירת ערפל כבד, ערפל רצפתי ואווירה דרמטית בהפקות תיאטרון, קולנוע, מופעי מוזיקה, ריקוד, קסמים ואירועים מיוחדים. השימוש בו נפוץ בגלל היכולת שלו לייצר ערפל קר, כבד ועמיד, הנשאר קרוב לקרקע ולא מתפזר כלפי מעלה. אפקט שלא ניתן להשיג בעזרת מכונות עשן רגילות. ערפל הנוצר מקרח יבש מבטיח מראה מיסטי, במיוחד עבור סצנות דרמטיות. הוא לא משאיר טיפות שמן או שאריות העלולות להתקבל בשימוש מחלק מהמכונות מבוססות נוזל. ברגע שמכניסים אותו למים הערפל מופיע מיד.

רגולציה על קרח יבש

הרגולציה נוגעת בעיקר לשינוע, אחסון ובטיחות עובדים, בשל סכנות של קור קיצוני והצטברות   של פחמן דו חמצני.

• רגולציית שינוע בינלאומית / אווירית -

קרח יבש מסווג כ־Class 9   Dangerous Goods (UN1845) נדרשים: אריזות מאפשרות שחרור גז CO₂ ו- סימון הכמות נטו תיאום עם המפעיל האווירי.

עמידה בהנחיות IATA PI 954 ו‑Packing Instruction 904
[tempcontrolpack.com], [linkedin.com]

• רגולציה בארה״ב (DOT / eCFR) לפי 49 CFR 173.217 -

האריזות חייבות לאפשר שחרור לחץ.

סימון חובה על מכולות וקרטונים

יש פטורים מסוימים מניירת אם הקרח היבש משמש לקירור בלבד
[ecfr.gov]

• רגולציית בטיחות תעסוקתית  (OSHA) -

מבוסס על תקני ציוד מגן, איכות אוויר וצעדי מניעה:

שימוש בכפפות מבודדות, משקפיים ומיגון פנים

מניעת הצטברות CO₂ בחללים סגורים (גבול חשיפה: 5000ppm ).

• רגולציה בישראל -

בישראל אין “חוק קרח יבש” ייעודי, אך השימוש בו מוסדר תחת מספר מסגרות:

-הנחיות בטיחות בחומרים מסוכנים (חומ״ס)

-הנחיות אחסון ושינוע של CO₂ מוצק

-הנחיות גופים רגולטוריים - כב״ה, משרד הבריאות, המוסד לבטיחות וגהות

העיקרון המנחה הוא : קרח יבש מוגדר כחומר מסוכן מסוג CO₂ מוצק (UN1845), ולכן טעון ניהול סיכונים מתאים, בעיקר בגלל סכנת חנק ולחץ גז.

מהם הסיכונים בשימוש בקרח יבש?

• דחיקת חמצן וגרימת חנק — CO₂ גזי עלול להצטבר במקומות סגורים ולגרום לירידה בריכוז החמצן מתחת ל־19.5%, מצב מסוכן הדורש ציוד נשימה.
• התבקעות מכלים — אסור לאטום קרח יבש במיכל סגור כי כשיש ההתאדות של הקרח היבש היווצר לחץ העלול לגרום לפיצוץ.
• כוויות קור — מגע בעור עם חומר בטמפרטורה ‎ של מינוס 78.5 מעלות צלזיוס עלול  הדבר לגרום לכוויות קור חמורות.

מהו הציוד נדרש בשימוש בקרח יבש?

• שימוש בכפפות קריוגניות בעת מגע עם קרח יבש.
• ניטור ריכוזי חמצן באמצעות גלאי גזים.
• אוורור מוגבר של חללים נמוכים: מרתפים, מעליות, חדרים סגורים.
• הרחקה מאזורים נמוכים בגלל סכנה של שקיעת CO₂
• איסור מוחלט על ריסוס מים ישירות על קרח יבש כי זה מאיץ שחרור גז CO₂.
• אחסון רק במיכל מאוורר (צידנית קלקר, מיכל מיוחד)

לא במקפיא ביתי — הטמפרטורה הנמוכה עלולה לפגוע במנוע המקפיא

לא בכלי סגור — סכנת לחץ יתר

• הובלה ברכב מאוורר - סימון החבילות בהתאם ל־UN1845

איסור אחסון בכלי אטום במהלך נסיעה

סיכום

קרח יבש הוא אחד מחומרי הקירור היעילים, הנקיים והחדשניים ביותר בתעשייה המודרנית. תכונת הסובלימציה שלו — מעבר ישיר ממוצק לגז  מאפשרת קירור חזק, יציב וללא כל שאריות נוזל, דבר זה מגביר את ערכו בלוגיסטיקה, בשרשרת המזון, ברפואה, בניסיונות מדעיים, ואף בהפקות ואפקטים בתעשיית הבידור. הקרח היבש מוכיח את עצמו שוב ושוב כפתרון אמין, בטוח ועוצמתי לכל יישום הדורש טמפרטורות נמוכות במיוחד.

בישראל חברתנו חברת  דשנים וחומרים כימיים מקבוצת ICL היא החברה  הכי ותיקה בין התעשיות הכימיות . חברתנו בעלת ניסיון מקצועי של למעלה מ־80 שנה, הייתה הראשונה בארץ לייצר קרח יבש בבלוקים איכותיים לשוק המקומי. במשך עשורים סיפקה החברה קרח יבש ברמה גבוהה העומד בדרישות של תעשיות המזון, הפארמא, המדע, והאירועים, והפכה למובילה בתחומה בזכות איכות ללא פשרות, אמינות תפעולית ושירות מקצועי.

המורשת הארוכה והחדשנות המתמשכת של דשנים וחומרים כימיים מאפשרות לה להמשיך ולהוביל גם כיום בתחום פתרונות הקירור ולהציע דרך סוכנות שאקי קרח יבש איכותי, נקי, בעל ביצועים גבוהים ומשתלב בקלות במאות יישומים תעשייתיים ומסחריים.

להזמנות דרך חברת שאקי: 04-8414337 או [email protected]